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Influencia de la Geometría de la Plancha Nodo en el Desempeño Sísmico de Pórticos Arriostrados Concéntricos tipo SCBF

COMPORTAMIENTO DE ACUERDO A LA EXPERIMENTACIÓN

Tal y como se evidenció en las investigaciones del Profesor Abolhassan Astaneh-Asl en 1986, cuando un arriostramiento pandea fuera del plano del pórtico arriostrado, se forman rótulas plásticas en la Placa Nodo o Gusset Plate. Estas rótulas plásticas deben poder girar libremente; de lo contrario, la placa nodo y/o el arriostramiento pueden fracturarse en unos pocos ciclos de la carga reversible. Para asegurar que la placa nodo pueda girar libremente, el extremo del arriostramiento debe interrumpirse a una distancia de al menos “2t” (siendo t el espesor de la plancha) de la esquina más cercana de conexión entre la plancha nodo y la viga o columna, según la definición geométrica.

De igual forma, una de las conclusiones importantes indicadas por los investigadores que desarrollaron la guía de diseño No. 29 del AISC “Vertical Bracing Connections - Analysis and Design”, fue la determinación experimental de la influencia del espesor de la plancha nodo, cuyo incremento afecta la rigidez fuera del plano induciendo una fractura prematura del arriostramiento antes de producirse la rotación inelástica requerida alrededor del “Fold Line”.

COMPARACIÓN CON MODELO DE ELEMENTOS FINITOS

Como se ilustra en las imágenes, la comparación con los resultados experimentales muestra que el modelo de elementos finitos FEM predijo con precisión la respuesta cíclica inelástica de las muestras de ensayo tanto a nivel global (sistema de pórticos SCBF) como local (Plancha Nodo y el Fold Line). El modelo de análisis inelástico predice los modos de deformación inelástica, pandeo y fluencia, pero no puede predecir directamente el inicio del agrietamiento, desgarramiento dúctil o fractura del acero, los cuales son correlacionados y calibrados como una fracción porcentual de la deformación plástica equivalente “Plastic Strain”.

Si bien el modelo de elementos finitos permite obtener resultados bastante aproximados a la realidad del problema, a la hora de diseñar es importante respetar las recomendaciones dispuestas en los códigos técnicos, basadas en la amplia experimentación llevada a cabo por sus autores.

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Fig. 1 Respuesta Global (Pórtico SCBF)

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Fig. 2 Respuesta Local (Plancha Nodo y el Fold Line)



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